(57)【要約】【課題】半導体デバイスなどのヒートシンクにおいて、熱伝導ユニットと放熱用のヒートシンクとの接合を容易、且つ確実にする。【解決手段】アルミプレス成型によるヒートシンク２０は、台座２１、熱伝導金属ユニット２４、及び接合材２６より構成される。台座は、熱伝導ユニットを配置する第二面の反対側第一面に複数のフィン２２を形成する。台座第二面には熱伝導ユニットを嵌合して接合する凹部２３を設け、該凹部の内壁に接合材載置溝２５を形成して該接合材載置溝内に軟ロウ材からなる接合材を２６を配置する。台座と熱伝導ユニットを組み立る後、加熱して接合材を流動せしめて両者間を充てんさせて接合するため、組み立の際の両者の嵌合状態は緩やかで良く、高い精度を必要としない。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
アルミプレス成型によるヒートシンクにおいて、
台座、熱伝導金属ユニット、接合材より構成され、
台座は、複数の放熱フィンを形成した第一面、及びこれと反対側の熱伝導ユニットを嵌合する少なくとも一つの凹部を設けた第二面を有し、
該凹部内面には少なくとも一つの接合材設置溝を設け、
熱伝導金属ユニットは、凹部内形に対応する形状として且緩やかに嵌合する外形とし、また、その凹部内壁面に接する外表面にも少なくとも一つの接合材載置溝を設けて、
接合材をこれらの接合材載置溝に配置してなることを特徴とする、ヒートシンク構造。
【請求項２】
前記台座及び熱伝導金属ユニットは、同種の金属材料にてなることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項３】
前記台座及び熱伝導金属ユニットは、異種の金属材料にてなることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項４】
前記金属材料は金、銀、銅、アルミニウム、或いはその合金にてなることを特徴とする、請求項２或いは３に記載のヒートシンク構造。
【請求項５】
前記接合材は、熱伝導及び接合特性を具有してなることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項６】
前記接合材は、固体半田、液体半田、或いはクリーム半田であることを特徴とする、請求項１或いは５に記載のヒートシンク構造。
【請求項７】
前記凹部内壁面にエンボスを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項８】
前記接合材載置溝は、エンボスを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項９】
前記熱伝導金属ユニットは、凹部に対応する表面にエンボスを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項１０】
前記凹部は、台座の周側方に連通したことを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【請求項１１】
前記凹部は、台座の周側方に連通しないようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体デバイスなどの冷却用ヒートシンク構造に関し、特に熱伝導金属のヒートシンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のヒートシンク構造は、ヒートシンク本体の上端に複数の冷却フィンを形成し、ヒートシンク本体の下端の台座には凹溝を設けて、半導体デバイスなどに接する熱伝導体を組み立てる。ヒートシンク本体の凹溝を加熱処理して凹溝の口径を熱膨張した後、常温の熱伝導体をヒートシンク本体の凹溝内に嵌合し、長時間の冷却処理を実施し、冷却されたヒートシンク本体の凹溝を熱伝導体と緊密に結合させる焼き嵌め法が用いられるが、この結合方式は熱伝導体を凹溝に緊密に嵌合し、熱伝導体の外部に露出する凹溝の面に発熱ユニットを接合して熱量を伝導することにより発熱ユニットの冷却を補助する。
【０００３】
上述の公知の技術は、中華民国特許公告実用新案第M241724号の「ヒートシンクの底板構造改良」に掲示されているが、この公知の技術は実施する上で問題が存在し、緊密に嵌合して熱伝導体をヒートシンクの凹溝に接合しているが、凹溝の内表面及び熱伝導体の外表面の粗さ及び寸法の精密度は極めて高度である必要があり、両者の内どちらかにおいて表面の加工精度、或いは熱伝導体を接合する角度が正しく無い場合、製造過程において二者の間には隙間が形成されて熱伝導効率が低下するため不良品を産出し、生産コストを増加するだけではなく、良品率が低下するのである。
【０００４】
他の公知の技術においては上述の構造の解決策として、凹溝及び熱伝導体の間に錫を介在させ、半田付け方式により錫を融解して凹溝と熱伝導体との間に充填して、熱伝導体を凹溝に結合固定しているが、但しこの種の実施方式は作業上問題があり、凹溝と熱伝導体との間は緊密に接合してなることにより、凹溝或いは熱伝導体上に塗布されたクリーム半田が、熱伝導体にて凹溝を塞ぐ時、クリーム半田が不均等になり、均等に凹溝と熱伝導体との間に塗布することができず、錫が溶解した後に凹溝及び熱伝導体との間を十分に均等に充填されず、凹溝と熱伝導体との間に結合密度の不良を発生させ、冷却効果が大きく減少するのである。
【特許文献１】特開２００５−２６０２３７号公報
【特許文献２】特開２００４０−２２１４１９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の問題を解決する為に、本考案は、ヒートシンクの凹部内に簡単に熱伝導金属ユニットを配置し、凹部と熱伝導金属ユニットとの間には接合材を設けて、凹部内壁及び熱伝導金属ユニット外表面の任意の一者或いは二者は接合材載置溝を設置して接合材を収容させる。このように接合材を熱融解した後、均等に凹部及び熱伝導金属ユニットの間に流動、充てんされることにより、熱伝導金属ユニットを緊密に隙間なく凹部内に結合させることを目的とする。
【０００６】
本考案は、更に、凹部と熱伝導金属ユニットとの間を簡易に組み合わせる方式で組み立て、生産効率と良品率を向上させ、コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成する為、本考案の提供するアルミプレス成型によるヒートシンク構造は、台座、熱伝導金属ユニット、接合材より構成され、
台座は、フィンを形成した第一面及び第一面の反対側の第二面を有し、第一面上には複数のフィンを成型すると共に第二面には一以上の凹部を設けて、該凹部の内壁面に一以上の接合材載置溝を設ける。
熱伝導金属ユニットは、凹部内形に相当する外形を備えて緩やかに嵌合可能とし、また、必要によりその外表面にも一以上の接合材載置溝を設ける。
接合材は接合材載置溝に設置され、接合材が設置されたヒートシンクを加熱処理し、接合材を融解して流動し、凹部及び熱伝導金属ユニットを堅く結合させる。
【考案の効果】
【０００８】
本考案は、ヒートシンクの凹部内に簡単に熱伝導金属ユニットを嵌合配置し、凹部と熱伝導金属ユニットとの間を接合材により接合するため、凹部内壁面及び熱伝導金属ユニット外表面の少なくとも一方に接合材載置溝を設けて接合材を収容し、この接合材を熱融解することにより、均等に凹部及び熱伝導金属ユニットの間に該接合材を流動、充てんさせて、熱伝導金属ユニットを緊密に隙間なく結合させることを可能とする。更に、凹部と熱伝導金属ユニットとの間を緩やかな嵌合状態で組み立てることを可能として、生産効率と良品率を向上させ、コストを低減する。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案の提供する「ヒートシンク構造」は、図１，２，３，４に示すように、アルミプレス成型によるヒートシンクであり、ヒートシンク２０は台座２１を具有し、台座２１は少なくとも一つの第一面及び第一面から離れる面の第二面２１１を具有し、第一面上には間隔を置いて配列される複数のフィン２２が形成され、第二面２１１には台座２１内に少なくとも一つの凹部２３を設ける。本実施例では凹部２３は、台座２１の周縁に連通せずに設けられてなり、凹部２３の周縁と台座２１の周縁は適当な隙間が存在する。
【００１０】
熱伝導金属ユニット２４は、上述の凹部２３内に嵌合して配置されるためその外形状は凹部２３と対応すると共にその外形寸法は凹部２３より小さく、熱伝導金属ユニット２４を凹部２３に嵌合する時、凹部２３と熱伝導金属ユニット２４は緩やかに嵌合する状態で組み立てられ、熱伝導金属ユニット２４の凹部２３内壁に接しない第一面２４１は、台座２１の外部に露出している。
【００１１】
上述の凹部２３の少なくとも内側壁及び凹部２３内壁に接する熱伝導金属ユニット２４の少なくとも外表面、両者の内の一方、若しくは双方に一以上の接合材載置溝を設ける。本実施例の図に示される例では、凹部２３の内壁に複数の接合材載置溝２５を設けて（図１参照）、該接合材載置溝２５内に接合材２６を配置する。
【００１２】
上述の接合材２６は、熱伝導金属ユニット２４を凹部２３内に嵌合して埋設する前、或いは凹部２３に埋設した後に、接合材載置溝２５に配置する。該接合材は、凹部２３と熱伝導金属ユニット２４との間に介在して両者間で熱伝導及び接合特性を有し、固体半田或いは液体半田或いはクリーム半田或いはその他の同等の接合材とする。
【００１３】
更に、上述の台座２１及び熱伝導金属ユニット２４は、同種の金属材料或いは異種の金属材料にて構成され、金属材料は金、銀、銅、アルミニウム、或いはその合金にて構成され、例えば、台座２１がアルミである場合は、熱伝導金属ユニット２４は熱伝導効果の良好な銅であることが好ましい。
【００１４】
台座２１と熱伝導金属ユニット２４を加熱処理すると、接合材載置溝内の接合材２６は熱で融解して液状になり、凹部２３と熱伝導金属ユニットの隙間に十分に流動して充填され、接合材２６が冷却した後、熱伝導金属ユニット２４は凹部２３内に緊密に結合される。
【００１５】
本考案の熱伝導金属ユニット２４と凹部２３との間は緩やかに嵌合する状態で組み立てられる為、熱伝導金属ユニット２４と凹部２３の寸法の精度及び表面の粗さに対する要求は高度ではなくなり、製造速度を大幅に向上し、製造コストを低減し、更に公知の技術において隙間があると緊密に接合できないため熱伝導効率が低下する問題点も、本考案にて接合材２６を接合材載置溝２５に収容することにより、熱伝導金属ユニット２４を凹部２３内に緊密に接合させ、熱伝導金属ユニット２４から台座２１に対する熱伝導効率を向上させるだけではなく、製造良品率を大幅に向上させることができる。
【００１６】
更に、図５に示すように、上述の第一実施例の凹部２３にエンボス２７を設けることにより、融解して液状化した接合材２６は、エンボス２７の凹部２３と熱伝導金属２４との間をより迅速に、且つ均等に充填される。また、本図においてエンボス２７は凹部内面に形成しているが、これに限らず、エンボス２７を凹部２３内面及び接合材載置溝２５表面上に設けることも可能であり、或いは熱伝導金属ユニット２４の凹部２３に対応する外表面上に設けることも同等な効果を達成するものであれば可能である。更に、熱伝導金属ユニット２４と凹部２３との間の面積を増加し、熱伝導効率を増加させることも可能である。
【００１７】
図６に示すように、上述の接合材載置溝２５は熱伝導金属ユニット２４の凹部２３内壁に対応する外表面に設けて、上述の特性と同様の効果を達成する。
【００１８】
図７，８に示すように、本考案の第二実施例では、全体の構造と効果及び実施形態は第一実施例とおよそ同じであり、異なる箇所は凹部２３ｂは台座２１の側方に連通していることである。
【００１９】
更に、図５に示すように、上述の接合材載置溝２５は熱伝導金属ユニット２４の凹部２３ｂ内壁に対応する外表面に設けて、上述の特性と同様の効果を達成することもできる。
【００２０】
更に、上述のエンボス２７は交錯する模様或いは交錯しない模様の溝として形成することが可能である。
【００２１】
本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本考案の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案の第一実施例の立体分解図である。
【図２】本考案の第一実施例の立体図である。
【図３】本考案の第一実施例の俯瞰図である。
【図４】本考案の第一実施例の他の実施状態の立体分解図である。
【図５】本考案の第一実施例の他の実施状態の説明図である。
【図６】本考案の第二実施例の立体分解図である。
【図７】本考案の第二実施例の立体図である。。
【図８】本考案の第二実施例の正面図である。
【図９】本考案の第二実施例の他の実施状態の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０ ヒートシンク
２１ 台座
２１１ 第二面
２２ フィン
２３，２３ｂ 凹部
２４ 熱伝導金属ユニット
２４１ 第一面
２５ 接合材載置溝
２６ 接合材
２７ エンボス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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